摘" 要:新工科背景下,針對工程實訓教學過程中,學生創新精神、創業意識、自主學習能力、解決復雜工程實際問題能力和科研能力不強,多學科交叉融合途徑少,人才培養過程中學生能力提升慢、效果不明顯等問題,依托綜合性工程訓練國家級實驗教學示范中心的建設,優化教學內容、教學方法和手段,推動教學改革,提出地方工科院校遞進式工程實訓教學體系運行模式,并結合實際探索多學科交叉融合的復合型、創新型和高級應用型人才的培養路徑。通過不斷推進工程實訓教學改革,取得了顯著成效和示范效應。
關鍵詞:地方工科院校;工程實訓教學體系;勞動教育;雙考核
文章編號:1671-489X(2025)04-0-05
DOI:10.3969/j.issn.1671-489X.2025.04.
0" 引言
工程訓練中心是學生了解工程概念,提高工程素質,培養創新意識和創新能力的重要載體,是開展工程技術教育和工藝技術訓練的重要平臺,是工科類高等院校重要的實踐教學基地[1]。工程實訓已成為高校培養大學生現代化大工程意識和高素質工科人才必不可少的實踐環節[2],有助于學生掌握基本工程知識、技術、規范和方法,實現知識、能力和素質協調發展,為培養多學科交叉融合復合型、創新型和高級應用型人才夯實基礎[3-5]。如何在現有工程實訓中心的基礎上深化教學改革,探索創新實訓與實驗教學模式,主動適應高等教育內涵式發展,是當前各地方工科院校迫切需要解決的問題[6-7]。
1" 多層次遞進式工程實訓教學體系
長春工業大學工程訓練中心原有實訓教學體系存在教學效果不明顯、實施過程單一等問題。因此,工程訓練中心以通識性工程認知等八大實訓平臺為基礎,進一步優化課程體系,注重多學科交叉融合,構建具有地方工科院校特色的高質量遞進式工程實訓教學體系。工程實訓課程面向學校不同學院、不同專業的大一至大四學生,堅持“四年不斷線”培養方針,致力于學生綜合能力培養,實現工程技能訓練向技管結合訓練的轉變。遞進式工程實訓教學體系由以下四個層次組成。
1.1" 通識性工程認知層
包括通識性工程認知實訓平臺,主要面向學校九個學院大一、大二學生,培養學生的大工程素質,普及基本工程知識與技能,提高自主學習能力和實踐動手能力。
1.2" 基礎性工程實踐層
包括機械制造基礎實訓平臺等四個平臺,主要面向學校機電學院、材料學院、國際教育學院和應用技術學院大一、大二學生,通過多工種聯合教學和多種制造技術的融會貫通,實現機、材、電、計多學科交叉融合培養,以強化學生工程實踐能力和綜合素質為目標,提升學生的自主學習能力、團隊合作能力和解決實際工程問題的能力。
1.3" 專業性工程綜合能力層
包括電工電子技術實訓平臺等四個平臺,主要面向機電學院、電氣學院、材料學院和國際教育學院大三、大四學生。針對工程實際需求設計開發不同的實訓內容,將科學研究的思想與方法融入工程實訓教學,注重傳統方法與現代技術的有機融合,培養學生科學研究的信心和創新意識,提高他們的解決復雜工程問題能力、團隊合作能力和創新能力[8-9]。
1.4" 系統性工程創新能力層
包括工程綜合創新實訓平臺,主要面向機電學院、電氣學院、材料學院大一至大四學生和研究生。堅持“四年不斷線”培養方針,致力于培養多學科交叉融合的高級復合型、創新型人才。以各級各類學科競賽、綜合課題、科研課題為載體,讓學生從選題、作品制作、論文撰寫等多個環節得到全方位的錘煉與培養,全面提升學生的自主學習能力、實踐動手能力、團隊合作能力、解決復雜工程實際問題能力、創新能力、科研能力和創業能力,即“七能力”。
遞進式工程實訓教學體系運行圖如圖1所示。
2" “三式五步”創新實訓教學模式
2.1" 構建“三式五步”實訓教學模式
樹立以學生為本的教學理念,積極探索新的實踐教學方法,構建具有學校特色的“三式五步”實訓教學模式。
“三式”即自主、合作、研究三種教學模式。自主教學模式,以學生自主設計為主,教師協助指導為輔;合作教學模式,由學生分組討論、大組匯報、教師指導的共同研討構成;研究教學模式,包括學生自主研究與探索。
“五步”是指五個一體化的教學步驟,即基礎理論講解、研究方案設計、工程指導、工程訓練、綜合測評。為增加學生工程實訓興趣,強調理論知識與實踐操作有機融合,提升工程實訓教學效果。在實際教學過程中,將工程實訓的知識體系融入理論講解,讓學生了解各工種實訓的目的和意義。在工種課堂中將各知識要點進行細化,通過分組演示明確本工種實訓設備的操作要領,采用個性化指導的方式解決學生領悟能力差異的問題,利用線上資源彌補線下課堂知識體系的缺陷,使其相互融合、互為補充,實現學生知識體系的全面覆蓋[10]。
依托工程實際中典型零部件的設計與加工等實訓內容,從基礎理論切入,注重實際操作和演練,培養學生從簡單零部件到復雜零部件的獨立加工處理能力。同時,在各工種的工程實訓項目中均設有創新或創意類項目,培養學生的創新意識,激發創新精神。通過理論課堂,普及基本工程知識與技能,培養學生的工程意識、職業規范和創新意識。通過工種課堂,讓學生了解各工種設備的加工工藝,完成不同零部件的加工,并對重點知識進行深入學習。通過分組教學,培養學生團隊意識和團隊合作能力。各工種教師通過學生實際操作過程中的信息反饋,進行有針對性的指導,保證所有學生能夠順利完成所在工種的工程實訓任務。此外,學生通過中心網站、教務管理系統和學習通等自主學習?!叭轿宀健睂嵱柦虒W模式如圖2所示。
2.2" “五步”具體實施步驟
2.2.1" 基礎理論講解
課前,教師開展實訓動員,主要講解工程實訓的目的、意義、項目內容、安全與紀律、考核方式和學習要求等內容,讓學生明確實訓目標與學習任務。同時,讓學生通過預習和在線學習等形式,了解工程實踐的知識結構、設備原理、操作規程等。教師根據各工種的實訓特點對重點知識進行重點講解,使理論講解能夠貫穿“實踐—認識—再實踐”全過程。
2.2.2" 研究方案設計
課程開始時,在工程實踐訓練過程中增加創新設計和制作環節。如在普車、鉗工、數控車床、數控銑床、線切割、快速成型和電工電子操作等實訓中,讓學生利用課余時間根據不同加工任務設計不同的零件加工方案,并通過實際加工操作驗證所提設計方案的正確性,培養創新思維,提高實際動手能力。
2.2.3" 工程指導
課程全程采用導師制方式對學生按不同工種進行分組,對不同小組的學生講授不同設備的操作規范、加工工藝、創新設計方法。學生還可以根據實際觀察、現場操作與學習興趣進行重新分組,學習不同導師的工程經驗,有效提升綜合能力和創新能力。
2.2.4" 工程訓練
課中,針對不同學院不同專業的特點,分層次、分模塊進行授課。加大創新創業實訓項目和綜合性實驗項目的比重。課后,教師通過線上互動答疑、在學習通等平臺布置擴展學習任務等形式對學生的工程訓練進行實時跟進與指導。
2.2.5" 綜合測評
實訓結束時,根據前四階段學生的表現與反饋,對實訓環節進行全面、系統的歸納與總結,對學生進行綜合測評,給出實訓成績。通過梳理實訓過程中的經驗和問題,進一步優化實訓內容和方法。同時,對學生在實訓中的理論掌握、實踐操作、團隊協作、創新能力等多方面表現進行綜合測評,幫助他們在后續學習、實訓中進一步提升。
3" “思、勞、技”協同育人三結合雙考核
體系
3.1" 建立“思、勞、技”協同育人三結合雙考核體系
根據實踐教學項目的勞動性、實踐性的特點,將思政教育、勞動教育納入工程實踐教學活動,實現課程思政、勞動教育、技能訓練的三結合,構建勞動教育、工程實訓雙考核機制,并在工作中持續優化“思、勞、技”協同育人三結合雙考核體系。
將實踐教學項目與勞動教育相結合,引入生產勞動教育環節的考核與評價機制,科學設置考核指標,從勞動規范、素養、面貌等方面對學生進行綜合、全面、客觀的評價,充分發揮工程實訓考核和勞動教育考核的引導、規范、激勵作用;根據不同崗位的實踐教學項目,設計和開發與實踐教學內容密切相關的思政教育教學案例和訓練項目,構建完善、系統的課程思政教學體系,力求達到“鹽溶于水、潤物無聲”的效果。學校根據實踐教學項目,圍繞工程技術發展史、國之重器、大國工匠、世紀工程、尖端裝備、電子技術、創新創業風云人物等七大主題,開發了125個課程思政教學案例,這些案例涵蓋了實訓動員、基礎制造技術、先進制造技術、智能制造技術、電工電子技術、創新創業訓練等全部實踐教學環節。三結合雙考核實訓考核體系如圖3所示。
3.2" 設立工程實訓和勞動教育考核指標
在原有工程實訓考核指標基礎上,結合崗位實踐勞動內容和工程實訓實際需要,設置勞動教育考核指標,實行單獨成績考核并記入學生成績考核卡。雙考核指標能有效提升師生對勞動教育的重視,加深學生對生產勞動的理解和認識。
3.2.1" 工程實訓考核指標
工程實訓成績根據各自的權重比例累加后,按優、良、中、及格、不及格評定崗位實訓、考試、實訓報告三個環節的成績。其中:優≥90分,90分>良≥80分,80分>中≥70分,70分>及格≥
60分,不及格<60分。未上交實訓報告或不參加考試者,總成績按不及格處理。工程實訓成績權重比例如表1所示。
3.2.2" 勞動教育考核指標
勞動教育實行單獨考核,按優、良、中、及格、不及格評定成績。其中:優≥90分,90分>良≥ 80分,80分>中≥70分,70分>及格≥60分,不及格<60分。勞動教育考核內容如表2所示。
4" 遞進式工程實訓教學體系實施成效
工程訓練中心每年面向全校12個學院約50個專業的本科、??茖W生,開設工程實訓、電工電子實訓、創新創業訓練等課程,每年承擔約4 500人次、約40萬學時的教學任務。近十年,指導學生參加“挑戰杯”全國大學生系列科技學術競賽等學科競賽,榮獲國家級獎項33項(金獎1項、特等獎1項、一等獎9項、銀獎2項、二等獎12項、三等獎8項)、省級獎項246項(特等獎12項、一等獎106項、二等獎80項、三等獎48項)、校級獎項1 000余項;指導學生申報全國大學生創新創業訓練計劃項目110項(國家級18項、省級15項、校級77項);指導學生發表SCI、EI論文15篇,核心期刊論文23篇,省級期刊論文35篇;指導學生申報科技創新成果授權專利70件,其中發明專利7件、實用新型專利57件、軟件著作權6件;參與創新創業學生達10 000余人;出版教材6部;自編實訓教學實驗指導書18部,編撰多版實訓教學大綱;工程實訓教學改革榮獲省級教學成果一等獎1項、二等獎1項,校級教學成果一等獎3項;主持、參加國家級課題6項,省級課題31項,其中重點課題13項、一般課題18項。
5" 結束語
長春工業大學工程訓練中心主動契合新工科持續式建設的發展要求,構建面向新工科的工程實踐教學體系和實訓教學平臺,把工程教育改革新理念、新結構、新模式、新質量和新體系作為中心建設和教育教學改革的基本內容。通過建立遞進式工程實訓教學體系,構建“三式五步”實訓教學模式,促進學生工程實踐創新能力的不斷提升。同時,將思政教育、勞動教育納入工程實踐教學,實現課程思政、勞動教育、技能訓練三結合,構建勞動教育、工程實訓雙考核機制。長春工業大學工程訓練中心構建的遞進式工程實訓教學體系發揮了良好的引領和示范作用,有效提升了人才培養質量和教學管理水平。
6" 參考文獻
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*項目來源:吉林省高教科研課題“地方工科院校國家級實驗教學示范中心實踐教學體系構建與實踐”(JGJX2022D150);吉林省高教科研重點課題“新時代地方工科高校工程訓練教學體系建設的研究與實踐”(JGJX2023B16)。
作者簡介:龐在祥,長春工業大學工程訓練中心副主任,高級實驗師,博士;張恩忠,長春工業大學工程訓練中心主任,教授,博士;孫中波,通信作者,長春工業大學電氣與電子工程學院副院長,教授,博士;張邦成,教授,博士;宮麗男,副教授。